Загадка о последовательности репликации ДНК возрастом 60 лет наконец разгадана
До сих пор исследователи не знали первопричину того, почему репликация идет именно в такой последовательности, и что регулирует ее течение. Новая работа показывает, что во всем виноват один белок
За последние 13 лет доктор Дэвид Гилберт и его сотрудники показали, что каждый тип клеток имеет уникальную программу синхронизации репликации и что у больных клеток наблюдаются различные изменения в этой программе. В новом исследовании биологи решили выяснить, как изменения в программе синхронизации репликации влияют на структуру ДНК и ее эпигеном — совокупность всех молекул, определяющих экспрессию генов в клетке.
Убрав из клеток белок RIF1, который помогает регулировать репликацию ДНК, авторы обнаружили, что программа репликации сильно изменилась, а в некоторых случаях и почти полностью сбилась так, что все сегменты хромосом реплицировались в разное время в разных клетках. Без RIF1 клетки были лишены возможности реплицировать ДНК, но их эпигеномы были в порядке. Однако, как только ДНК начала реплицироваться, регуляторные молекулы, которые ассоциируются с ДНК, стали функционировать неправильно и с каждым раундом репликации ошибок в их работе становилось все больше. В конце концов при делении клеток изменился даже процесс сворачивания хромосом в трехмерную структуру.
Доктор Гилберт предполагает, что, когда из-за изменения программы синхронизации репликации нарушается эпигеном, нормальные функции клеток также нарушаются, а иногда эти организмы даже начинают вести себя совершенно не так, как нужно. Эти ненадлежащие функции могут оказать большое и негативное влияние на здоровье человека.
Программа синхронизации репликации предоставляет собой совершенно новый тип процессов — сплетение различных молекулярных путей и биомаркеров, которые влияют друг на друга. Их нарушение может привести к возникновению опасных состояний. Дальнейшее изучение вопроса поможет исследователям быстрее и точнее диагностировать различные состояния.
Статья об открытии опубликована в журнале Science.
